De använder flöde, så är det. Det vill säga en inert substans som smälter lättare än metallen och flyter ovanpå och förhindrar att den oxideras i luften. Vanliga flöden för aluminium verkar vara baserade på eutektiska blandningar av olika klorider (säg $ \ ce {NaCl + KCl} $).

Att täcka din degel med ett lock erbjuder inte fullständigt skydd och att arbeta i inert atmosfär är mycket dyrare (även om de ibland gör det också).

Det finns två aspekter av detta, för det första är det faktiskt att reducera den rena metallen från dess oxider, vanligtvis kallad smältning , de flesta metallmalmer är metalloxider så detta är helt klart en viktig del av primärmetallproduktionen. exempel vid järnproduktion reduceras järnoxider med kol, vanligtvis från koks som också är det bränsle som ger energi för reaktionen.

När det gäller omsmältning av metaller för gjutning är det vanligtvis fallet att begränsa oxidbildning snarare än att vända den. För anständiga mängder är det vanligtvis självbegränsande i och utsträckning eftersom oxiderna tenderar att flyta till degelns yta, begränsande och ytterligare oxidation. Täckflöden kan också användas som sitter på ytan och ger digeln en mjuk tätning.

Detta underlättas genom användning av flöden som kan fånga de oxider som bildas och fånga dem i en halvvätska glasmassa som är lättare att ta bort. I järngjutning används kalksten, andra tillsatser (som sågspån) kan användas som slaggkoaguleringsmedel för att göra den resulterande slaggen mindre klibbig och lättare att hantera.

När det gäller aluminium, kan speciellt tunn folie och trådar ytoxidskikt utgöra en betydande volym av materialet innan du ens smälter och det finns inte mycket du kan göra åt det. Aluminium har en särskilt hög affinitet för syre och det enda praktiska sättet att minska det är genom elektrolys.

Om du smälter en mängd materialstorlekar (t.ex. en blandning av skrot och göt) kan det hjälpa till att smälta de större bitarna först eftersom de har ett lägre förhållande yta till volym och sedan lägga till de mindre bitar så att de smälter under nedsänkning i en etablerad pool av smält metall.

Strängt taget kallas oxiderna som du får på ytan av smält aluminium slagg, denna term gäller metalloxider som produceras under smältning medan slagg är ett glasigt material som antingen är en blandning av metalloxider och flussmedel eller silikater från malmen.

I industriproduktion finns det olika sätt att ta bort slagg. Det kan antingen skummas av ytan på sleven / degeln eller så kan du knacka från botten av botten (som i en kupolugn). Vissa gjutningsapplikationer använder också keramiska slaggfilter för att förhindra att eventuella lösa bitar kommer in i formen.

Generellt sett tar tillverkare bort syre från metall genom att använda deoxideringsmedel. Till exempel kommer en tillverkare att smälta stål och hälla flytande aluminium (eller olika andra livskraftiga ämnen som fungerar som reduktionsmedel) i det flytande stålet. Detta aluminium reagerar med syret i stålet för att bilda aluminiumoxid (Al2O3). Eftersom oxiden är lättare än stålet, flyter den till toppen och samlas därifrån. Det finns mer tillfredsställande detaljer här.

Det finns fler sätt man kan gå till deoxideringen av metallen, som att blåsa ut syret med ädelgaser som Argon (eftersom det inte är ett problem att ha en icke-reaktiv gas i metallen). Det finns fler metoder som vakuummetoden som beskrivs utförligt online. När det gäller deoxidering av aluminium eftersom det gäller din specifika fråga finns det fantastiska saker att läsa om på denna webbplats. En del av informationen på webbplatsen handlar om koppar, men begreppen är desamma.

Jag förstod just att jag missförstod din fråga och att Ivan svar är det rätta. Jag kommer dock fortfarande att lämna denna förklaring här. Förhoppningsvis fungerar det som ett bra sammanhang för metallurgiprocessen.

Även om den ursprungliga frågan är Hur man avoxiderar oxiderad smälta? kan deoxidisering i praktiken vara svårare än att förhindra eller avlägsna.

Detta svarar på de separata frågorna:

• Hur förhindrar man oxidation i smältan?
• Hur man avoxiderar oxiderad smälta?
• Hur tar man bort oxidationsslagg (slagg) från smältan?

Detta är en samling alternativ , från många källor och kommentarer. Även om det överlappar vissa redan givna svar, förhoppningsvis är det ett omfattande svar. Och förhoppningsvis organiseras tydligare dessa tre separata frågor. (I vissa fall är det oklart om metoden förhindrar, avoxiderar eller avlägsnar oxiderad metall.)

Var medveten om att vissa metoder, till exempel flöden, kan variera beroende på vilka metaller du arbetar med.

Hur kan man förhindra / minska oxidation?

• Inte oxidation: Din slagg kanske inte är oxiderad metall alls - det kanske vara föroreningar eller kontaminering av andra metaller.

• Självbegränsande: Som nämnts i ett annat svar är det självbegränsande i viss utsträckning, eftersom oxiderna flyter till ytan och begränsar ytterligare oxidation.

• Elektrolys: Aluminium har en särskilt hög affinitet för syre och det enda praktiska sättet att minska det är genom elektrolys.

• Borsyra: material som boraxfluorit, kiseldioxid, natriumkarbonat används. Som nämnts i ett annat svar bildar dessa ibland oönskade "Spinels" i den flytande metallen. Borsyra bör smälta och sedan (åtminstone delvis) sönderdelas i boroxid och vatten. Vatten är inte så farligt som man skulle tro så länge det är på ytan, så länge du ger det gott om tid att sönderdelas innan du trycker något genom skiktet borde det inte vara ett problem.

• Flöde: När metallen smälter helt i en vätska, strö försiktigt en liten mängd flöde på den smälta metallen. 'Marvelux flux' är ett exempel (inte ett godkännande). Den kommer att sitta på ytan och ge digeln en mjuk tätning. Efter att ha hällt, låt biten och formen svalna helt. Ta sedan bort biten och beta den för att rensa bort eventuella kvarvarande flöden. Skölj sedan ordentligt. Alkohol och avdunstning verkar vara ett bättre val än vinäger och vatten, eftersom vinäger kan orsaka korrosion.

• Glas: På mässing använder du trasiga glasflaskor.

• Kol: Med låga temperaturer är knäckt kol det vanliga botemedlet.

• Kitty Litter: vissa kulhjul använder den.

• Ta bort syret: ersätt eventuellt med en inert gas. Kväve används ofta och det är giftfritt (det finns redan i luften vi andas). Se upp att du inte använder silikonslang för att ansluta din N2-cylinder - den är ganska O2-permeabel. Ditto silikonhandskar. Det finns flera sätt att göra detta - alla kräver en lufttät miljö. Syre måste avlägsnas innan smältmetaller utsätts för atmosfären. Vissa listade metoder används vid tillverkning, andra kan fungera för småskalig produktion eller DIY, och andra är spekulativa:

  • Bränn av syret med en låga. Beroende på volym kan detta orsaka en tryckskillnad mellan volymen och den yttre miljön, vilket i sin tur kan kräva att syret ersätts med en inert gas.

  • Pumpa ut all luft och kör i vakuum.

  • Adsorbera det med en syre "getter". En getter är en avsättning av reaktivt material som placeras i ett vakuumsystem. När syremolekyler träffar gettermaterialet kombineras de med det kemiskt eller genom absorption, vilket minskar mängden syre i utrymmet.

    • Kommersiella handskfack använder 10% H2 i N2 (tidigare gas) över upphettad Pd-katalysator för att omvandla O2 till vatten, som sedan avlägsnas med torkning (molekylsikt). Detta kan ge CO2, som kan behöva avlägsnas.
    • Passera luften genom en uppvärmd kolonn av kopparpulver. Helst bör 63,55 g kopparpulver ta bort 24,5 liter syre från luften - vilket ger oss kvar> 80 liter kväve kvar. Nu är det inte mycket koppar för en handskfack på 30-40 liter! Beror dock på kolonntemperatur, flödeshastighet, maskstorlek etc. Atmosfären i handskfacket cirkulerar hela tiden och katalysatorn kan gå från 20% O2 till 0 ppm på ungefär 15 minuter.
    • Livsmedelssäkra deoxideringsmedel: torrt järnpulver, natrium och ibland aktivt kol. Två 500cc av sådana syreabsorberande medel kan absorbera upp till 500cc syre. Normal torr luft innehåller 20,95% syre, så du behöver en volym syreabsorberande medel som motsvarar 21% av din isolerade arbetsyta. Fler nummer här.
    • För det genom ett uppvärmt rör (cirka 500 grader C) fylld med stålull. Osäker på om detta kan fungera med luft eller bara vatten.
    • Andra recept innefattar en porös reducerande bärare såsom aktivt kol, kolsvart, kol, petroleumkoks och titandioxid som är impregnerat med cirka 10 till cirka 90 viktprocent av en alkalimetalloxid eller en jordalkalimetalloxid.
    • En enkel bricka med vinäger och stålull. Vinägeret löser upp det skyddande skiktet på stålullen, vilket påskyndar rostprocessen, som syrgasbinder från den lokala atmosfären.
    • Skaffa några av dessa kemiska handvärmare och skär dem upp och häll pulvret i en skål i din handskfack. Det där är reducerat järn kombinerat med katalysatorer som gör det mer benäget för oxidation.
    • En Zirkoniumbaserad getter.
    • En öppen petriskål med eutektisk natrium / kalium, kanske med mag-omrörare.
    • Skaffa de här sakerna. Forskare från University of Southern Denmark har syntetiserat kristallina material som kan binda och lagra syre i höga koncentrationer. Bara en sked av ämnet räcker för att absorbera allt syre i ett rum. Wow!

• Lock: som nämnts i ett annat svar kan ett degelock minska oxidationen.

• Rör: Anslut degeln direkt till formen via ett rör, så att den smälta metallen överförs utan att utsättas för luft.

• Minska området: En mager degel, eller en med en smal övre del, kommer att minska ytan som exponeras för luften. Detta kommer att vara omöjligt om dina fasta ämnen är tjockare än halsen på din degel. Överväg att börja med metallpulver istället för göt.

• Ta bort degeln: Lägg torrt metallpulver direkt i formen, packa ner det, täta formen och lägg det i en ugn. Känd som "Komprimering och sintring".

• Ta bort degeln, 2: Lägg ett tunt lager metallpulver på en plan arbetsyta. Med en CNC-laser, smälta pulvret i form av botten på ditt mönster. Tillsätt ytterligare ett lager metallpulver och smält det. Upprepa tills hela delen är uppbyggd i lager. Känd som Direct Metal Laser Sintering.

Hur man avoxiderar oxiderad metall?

• Värme: skruva upp potten riktigt het och det löses upp för det mesta.

• Kol: För att avoxidera lagret av slagg / oxid strö med pulveriserat kol.

• Deoxideringsmedel. Som nämnts i ett annat svar kan en tillverkare hälla flytande aluminium (eller andra livskraftiga reduktionsmedel) i flytande stål. Aluminiumet reagerar med syret i stålet för att bilda aluminiumoxid (Al2O3). Eftersom aluminium är lättare än stålet, flyter det till toppen och samlas därifrån.

• Använd elektrisk ström. År 1906 använde den engelska ingenjören A. G. Bloxam likström i vakuum för att producera glödtrådar för glödlampor. Den applicerade strömmen var särskilt effektiv för att reducera ytoxider. (de kan betyda "förhindra", inte "minska"). Detta har tillämpningar inom pulver-metall sintring.

Hur tar man bort oxiderad metall?

• Sågspån: Rör om det och skrapa sidorna på potten med en träpinne. Plocka ut papperskorgen och lämna ett lager av aska ovanpå. Som nämnts i ett annat svar kan sågspån tillföra väte till vätskan Al och orsaka en ny uppsättning problem.

• Kalksten: Används vid gjutning av järn, som nämnts i ett annat svar.

• Skum: Det kan skummas bort från degeln.

• Filter: använd keramiska slaggfilter för att förhindra att lösa bitar kommer in i formen.

• Nedre kran: Extrahera från botten av potten, istället för toppen.

https://www.practicalmachinist.com/vb/general/preventing-oxidation-molten-lead-280491/

Kol tillsätts till flödet. Saker som sågspån kan lägga väte till vätskan Al och orsaka en ny uppsättning problem. Bättre kontrollreferenser för Al flux; material som boraxfluorit, kiseldioxid, natriumkarbonat används men bildar ibland "Spinels" i den flytande metallen = fler problem.